Газета 'Промышленные ведомости'
Главная Подшивка Подписка Редакция Партнерство Форум
Для участников обсуждений: Вход | Регистрация
Cтатьи для будущих номеров
События и комментарии
 

Роботы для дистанционного контроля
удаленных объектов и общения с абонентами

Виктор Денисенко,

доктор технических наук

 

Интернет давно используется для общения между людьми, организациями  и предприятиями с целью передачи различной информации, торговли, рекламы… . Но в последние годы его все чаще используют также для дистанционного контроля и телеуправления различными удаленными устройствами и объектами. Одними из таких средств управления  являются роботы телеприсутствия.  Подобный робот содержит одну или две видеокамеры, компьютер и монитор. Передвигается он на колесной тележке, управляет роботом оператор, в том числе голосом,  и может осуществлять управление из любой точки планеты через интернет (см. фото). 

Большинство роботов имеет компьютер с неподвижным монитором  и две неподвижные видеокамеры - одну с широким углом обзора, и вторую камеру, направленную на колеса, что необходимо для управления движением, в частности,  при объезде препятствий. Однако неподвижные экран и камеры снижают эффективность  присутствия оператора, поскольку при общении «лицом к лицу» «взгляд» робота не направлен на говорящего. Эта проблема решена в роботах с поворотным планшетом, в который встроена видеокамера. Посредством планшета осуществляется видеосвязь, как между абонентами, так и для управления колесами и перемещением робота. Программное по командам оператора изменение угла наклона планшета с камерой позволяет роботу «смотреть себе под ноги». Сигналы управления колесной частью передаются из компьютера в контроллер колес  посредством канала Bluetooth.  Система дистанционной аудио- и видеосвязи  оператора с роботом в большинстве случаев основана на стандарте WebRTC (Webreal-timecommunications), который воплощен во многих веб-браузерах. Программное обеспечение робота позволяет передавать аудио и видео потоковые данные напрямую между браузерами и мобильными приложениями конечных пользователей. При этом  не нужен отдельный сервер, который бы хранил и обрабатывал данные, так как они обрабатываются  самими  бразерами и мобильными приложениями конечных пользователей в реальном времени.  Сервер используются только на этапе аутентификации пользователей и определения их IP-адресов.

В компании НИЛ АП (Научно-исследовательская лаборатория автоматизации проектирования, г. Таганрог)  разработан и серийно производится робот  BotEyes.  В его модификации BotEyes-Pad  (см. фото)  для аудио- и видеосвязи через Интернет используется  программа Skype. Это дает ряд преимуществ: со Skype знакомы более половины миллиарда человек, надежность и качество связи Skypeзначительно выросло после того как программу приобрела фирма Микрософт. Она внесла существенные изменения в инфраструктуру Skype,  в частности, суперузлы были перенесены на серверы Микрософт. Кроме этого, робот может использовать  WebRTC, по выбору пользователя.

В качестве компьютера, управляющего движением, в роботах обычно используется планшет, в котором находится ПО для видеосвязи.  В роботе BotEyes-Pad  для управления колесной частью используется отдельный компьютер, работающий под управлением Windows 10 IoTCore, версии, оптимизированной для сравнительно небольших устройств,  и использующий REST - сервис для управления учетными записями пользователей и перенаправления информации от оператора к роботу и обратно. Выделение отдельного компьютера для управления движением позволило использовать функции планшета исключительно для видеосвязи. При этом возможным стало использовать не только любой планшет, но также  любой  смартфон  и любую операционную систему, включая Windows, Android, iOS, Linux, MacOS. Для механического крепления гаджета используется специальная конструкция держателя с регулируемыми захватами. Разделение функций между компьютерами позволяет также самостоятельно установить в роботе любой видеомессенджер, например, GoogleHangout.

Дистанционное управление роботами выполняется обычно либо из специального приложения, либо из веб-браузера. Браузерный вариант удобен тем, что не зависит от платформы и типа гаджета, на которой установлен браузер, а отдельное приложение удобнее тем, что не нужно набирать адрес сайта управления. Роботы, использующие WebRTC, ограничены только браузерами, которые его поддерживают,  и стабильно работают только с GoogleChrome.

Робот BotEyes  может использовать для видеосвязи WebRTC, точно так, как и роботы других производителей. Однако при использовании  Skype в роботе BotEyes  гаджеты должны иметь функцию разделения экрана, чтобы в одной его части был открыт Skype, а в другой – программа управления колесной частью. Этому условию удовлетворяют все настольные компьютеры, iPad, но не iPhone, а  также гаджеты, начиная  с Android 7 и выше. В случаях, когда гаджет не поддерживает разделение экрана, можно использовать «плавающие» браузеры, которые работают поверх Skype и  имеют настройку прозрачности, которых достаточно много в PlayMarket. В компьютерах или планшетах роботов иногда устанавливают дополнительное программное обеспечение  для распознавания лиц, преобразования текста в речь, реализации функции чат-бота и др., которое не имеет прямого отношения к телеприсутствию.

Идея удаленного присутствия оператора для дистанционного контроля и управления объектами возникла десятки лет назад, но коммерческое  воплощение получила только с появлением интернета, недорогих компьютеров и соответствующих технологий. Области применения роботов телеприсутствия, позволяющие рынку развиваться, были найдены не сразу. Роботов сначала пытались использовать для привлечения к работе людей, находящихся в инвалидных колясках, в качестве видеоняни, для наблюдения за детьми в детском саду, на школьной площадке или дома в отсутствии родителей, для присмотра за домом или дачей во время отъезда хозяев, для общения  с больными, дистанционного обучения, посещения выставок, для видеонаблюдения и т.д. Однако в настоящее время подавляющее большинство роботов телеприсутствия используется для удаленной работы. Вероятно, это связано с их относительно высокой ценой, которая посильна только фирмам, но недоступна для рядового потребителя. По оценкам Института Гэллапа и Бюро статистики труда США, 22% американцев работают из дома, почти 50% из них – в удаленных или виртуальных командах, 15 тысяч удаленных работников в мире присутствуют на работе виртуально, используя  роботы удаленного присутствия.

К настоящему времени разработано более 30 разновидностей таких роботов, практически все они представлены на сайте https://telepresencerobots.com/, но реально востребованы и активно продаются только четыре: Double, Beam, PadBotиBotEyes  (см. таблицу).

Основные характеристики роботов телеприсутствия

 

Марка

Double 2

Beam+max

PadBotP2

BotEyes-Pad

Высота

120-150

134 cm

110см

125 см

Вес

7 кг

22 кг

7 кг

10 кг

Размер экрана

10’

10’

10’

От 4’ до 10’

Тип планшета

iPad

iPad

iPad

Любой

Работа без подзараядки

8 час.

8 час.

10 час.

10 час.

Наклон экрана

нет

нет

30 град.

120 град

ПО видеосвязи

WebRTC

Private

?

WebRTC или Skype

Скорость

2,88 км/ч

1,44км/ч

2.6 км/ч

2,5 км/ч

Количество компьютеров

1

1

1

2

Управление из

iPad, iPhone, iPodtouch, настольный компьютер

Смартфон,

планшет,

настольный компьютер

Смартфон,

планшет

Смартфон,

планшет, настольный

компьютер

Отличительные особенности

Высота регулируется,

самый легкий

Лучший дизайн

Разборный,

автопарковка

Работает со

Skype или WebRTC,

разборный

Цена на  Amazon.com или telepresencerobots.com

$2499

без планшета

$4990

или $2140

$1247

c планшетом

$990

без планшета

 

Как ко всему необычному и еще не нашедшему массового применения  к идее телеприсутствия очень сложно привыкнуть. Большинствопотребителей рассматривают таких роботов как игрушку. Тем не менее, во всем мире продано уже 15 тысяч таких роботов, которые успешно помогают компаниям в решении перечисленных ниже проблем и дают колоссальный экономический эффект при окупаемости за несколько месяцев. Наиболее  востребованы рынком два сценария:

- работник, находясь дома или в командировке, участвует в жизни фирмы и работает так, как если бы находился в офисе среди своих коллег;

- руководитель фирмы, имеющей несколько офисов, выполняет свои функции, общаясь с персоналом или другими руководителями удаленно, с помощью робота.

Удаленную работу целесообразно использовать в следующих случаях:

- когда невозможно найти в вашем городе сотрудника с нужной узкой специализацией, с уникальными способностями или сертифицированного эксперта. Например, вы нашли его в Китае, в США или в Новосибирске, но ваша фирма расположена в Москве;

- когда сам работник по семейным обстоятельствам или  из-за болезни не может ездить в офис каждый день или это занимает крайне много времени;

- когда работник вынужден подолгу быть в командировке, но его присутствие в офисе также необходимо;

- когда работник должен быть в нескольких местах в течение одного дня. Например, лектор должен прочесть несколько лекций в разных городах в течение одного дня; начальник отдела кадров должен провести собеседование с кандидатами на работу в нескольких бюро по трудоустройству;генеральный заказчик хочет за один день побывать у нескольких соисполнителей;

- когда нужно срочно «появиться» у заказчика, чтобы разобраться в причинах сбоя установленного вами оборудования или настроить его руками персонала заказчика;

- когда присутствие «вживую» экономически нецелесообразно: всего одна командировка может стоить несколько десятков рублей и превышать стоимость робота.

Приведем  некоторые конкретные примеры. Предположим, вы – программист станка с ЧПУ, работаете дома. Перед тем, как поставить заготовку на станок, чтобы фрезеровать деталь, обычно сначала отслеживают траекторию фрезы визуально, «по воздуху». Если вы работаете дома, то с помощью робота можно дистанционно рассмотреть траекторию фрезы до установки детали и затем отслеживать траекторию в процессе фрезеровки, даже если станок расположен в Китае, а вы находитесь, допустим, в Таганроге.  Наличие у робота колес позволяет подъехать к станку и рассмотреть процесс с нужного ракурса. Аналогично, можете видеть, как монтажница спаяла печатную плату, как вырезали деталь на лазерном станке с ЧПУ, какую оснастку и приспособления использует сборщик при изготовлении изделия по проекту и пр.

Другой пример. Допустим, вы заказали пресс-форму в Новосибирске, вставили ее в термопласт-автомат, который находится в Таганроге, и отлили деталь. Деталь получилась с дефектами. Если у вас есть робот телеприсутствия, то разработчик пресс-формы может удаленно определить характер дефекта, посмотреть по приборной панели станка режимы литья, удаленно выполнить (с вашей помощью)  подбор более подходящих режимов или внести изменения в размеры и расположение литников, перепроектировав пресс-форму.

Третий пример. Предположим, вы – программист-надомник в команде, работающей над общим проектом. Каждый день проводятся планерки, на которых вам надо присутствовать, а у соисполнителей в течение рабочего дня возникают идеи, требующие обсуждения. Если ваш робот телеприсутствия включен постоянно и изображение с его камеры выведено через HDMI-интерфейс на ваш домашний телевизор, то у вас появляется полное ощущение того, что вы сидите в однойкомнате с остальными программистами, слышите реплики, касающиеся всех,  и можете подъехать «на роботе» к кому угодно чтобы  обсудить тонкие места в проекте. Ваше лицо при этом всегда видно на мониторе робота.Во время планерки вы видите не только того, кто говорит, но и выражения лиц остальных присутствующих, их мимику, слышите их высказывания. Далее, в таких мероприятиях обычно используют доску, на которой рисуют мелом схемы, диаграммы, графики и пр. Робот позволяет  повернуться к доске, подъехать поближе, если надо что-то рассмотреть. Создается эффект полного присутствия, не воспроизводимый неподвижными мониторами традиционной видеоконференции.

У руководителей необходимость в роботе телеприсутствия возникает в следующих случаях:

- если фирма имеет несколько офисов в разных городах или странах, то возникает  необходимость общения директора фирмы с руководителями удаленных офисов путем проведения телеконференций;

- если руководитель фирмы живет в другом городе или в другой стране (за рубежом это не является редкостью);

- если собственник фирмы или руководитель хочет проконтролировать, чем занимаются работники в удаленном офисе, как часто они курят и собираются ли в «группы для неформального общения»;

- если руководитель хочет показать фирму заказчику (удаленно);

- если руководитель хочет посмотреть, как контрагенты выполняют заказ (например, сборку шкафа комплектной автоматики или сборку фрезерного станка по спецзаказу, которая еще и выполняется в Китае);

- если покупатель хочет осмотреть крупногабаритный станок, помещение или технологический процесс, производство;

- если фирма строит новый офис или цех, директор может в любое время наблюдать строительство вместо того, чтобы тратить время на поездки.

Роботы телеприсутствия можно также использовать для дистанционного участия в научных, экономических, политических форумах и посещения выставок, контролировать, как уложен товар на складе, как кладовщики его отпускают, вежливо ли они общаются с посетителями  если офис в одном месте, а склад - в другом и пр.

Суть телеприсутствия  наглядно в фильме «Аватар» (аватар — фото или графическое изображение, которое используется в учетной записи пользователя для персонализации, самовыражения, облегчения узнавания и поиска владельца аккаунта). Это полное удаленное присутствие, со всеми связанными с ним ощущениями и эмоциями, с передачей сигналов всех органов чувств. Робот, который обеспечивает только телеуправляемую видео- и аудиосвязь, физически передает только звук и видео, но психологически достигается гораздо более сильный эффект – робот  позволяет видеть мимику, жесты, выражение глаз, изменение обстановки, движение людей в комнате и ощущать передвижение самого себя. Это гораздо больше, чем просто видеоконференция. Это создает ощущения вашего присутствия в коллективе. Психологически это уже совсем другой уровень общения, нежели по телефону или видеосвязи.

Существуют альтернативные средства реализации удаленного присутствия:

- использование роботов, которые не имеют колес, но позволяют изменять направление экрана и вебкамеры;

- системы телеконференций, когда в комнате устанавливаются большие неподвижные видеоэкраны, на которых выводится изображение удаленных персон;

- небольшие по размерам роботы-игрушки с функцией телеприсутствия;

- поворотные PTZ видеокамеры (их поворотом в двух плоскостях можно управлять через интернет), в том числе на колесах.

Будущее  телеприсутствия видится таким: работники находятся дома, а их аватары - в офисе фирмы. Фирмы комплектуют штат независимо от страны или города, в котором проживают их сотрудники. Языковой барьер преодолевается гаджетом-переводчиком с искусственным интеллектом. Роботы телеприсутствия – это первый шаг к построению аватара, показанного в  упомянутом кинофильме.

Автор –  главный конструктор Научно-исследовательской лаборатории автоматизации проектирования, г.Таганрог

www.reallab.ru   www.bookasutp.ru   www.boteyes.ru

 



Обсуждение статьи на форуме
Главная Подшивка Подписка Редакция Партнерство Форум
  © Промышленные ведомости  
Rambler's Top100